【正文】 故障反饋電路和繼電器驅(qū)動電路)。當(dāng)汽車速度降到一定程度時(shí)，因?yàn)檐囁俸艿?，車輪制動抱死對汽車制動性能的不利影響很小，為了使汽車盡快制動停車，ABS 就會自動終止防抱死制動壓力調(diào)節(jié)，其車輪仍可能被制動抱死。本論文主要涉及液壓式制動壓力調(diào)節(jié)器。圖 31 汽車直線和轉(zhuǎn)彎制動時(shí)的平面受力簡圖若汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)制動或在制動時(shí)轉(zhuǎn)彎，也將產(chǎn)生側(cè)滑摩擦力使汽車能夠轉(zhuǎn)向，如圖 31 (b)所示。制動強(qiáng)度過大，是汽車發(fā)生各種危險(xiǎn)運(yùn)動狀況的主要原因。下面從汽車在一種路面上直線和轉(zhuǎn)彎制動兩方面簡單討論一下當(dāng)車輪抱死時(shí)汽車的運(yùn)動情況。所有這些運(yùn)動情況若在制動時(shí)出現(xiàn)，都是極其危險(xiǎn)的。 滑移率與附著系數(shù)的關(guān)系圖 36 給出車輪與路面縱向附著系數(shù)和橫向附著系數(shù)隨滑移率變化的典型曲線。實(shí)驗(yàn)證明，道路的附著系數(shù)受車輪結(jié)構(gòu)、材料，道路表面形狀、材料有關(guān)，不同性質(zhì)道路其附著系數(shù)變化很大?？傊瑢τ谠谝环N路面上制動的汽車，車輪附著系數(shù)和滑移率之間的非線性特性是決定汽車制動性能的主要因素。工程學(xué)上，一般用滑移率來描述車輪的運(yùn)動狀態(tài)。 隨后以慢速升壓到車輪減速度再次超出a 門限值，以此周期性地重復(fù)，直至汽車完全制動。但當(dāng)路面附著系數(shù)出現(xiàn)躍變時(shí)，就不能快速適應(yīng)，故對快速變化的路面跟蹤性能較差。 大附著系數(shù)路面上的制動控制圖 45 是引人車輪的加速度門限值+a, 是典型的大附著系數(shù)路面防抱死制動的調(diào)節(jié)過程。對于前者， 屬于一般附著系數(shù)路面。 階段 5 是以圖 46 小附著系數(shù)路面動態(tài)調(diào)節(jié)過程增壓一保壓(脈沖方式) 方式的慢速升壓過程, 直至出現(xiàn)a 門限，到此第一個(gè)控制周期結(jié)束。 因?yàn)橄到y(tǒng)的動態(tài)特性和路面條件在較大的范圍內(nèi)連續(xù)變化，而邏輯控制把這些變化分為有限的幾種狀態(tài)（三種狀態(tài)） 。在兩個(gè)車輪的制動壓力進(jìn)行一同控制時(shí)，如果以保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動抱死為原則進(jìn)行制動壓力調(diào)節(jié)，稱這種控制方式為按高選原則一同控制；如果以保證附著力較小的車輪不發(fā)生制動抱死為原則進(jìn)行制動壓力調(diào)節(jié)，則稱這種控制方式為按低選原則一同控制。但在附著系數(shù)分離(兩側(cè)車輪的附著系數(shù)不相等)的路面上制動時(shí)，由于同一軸上的制動力不相等，使得汽車產(chǎn)生較大的偏轉(zhuǎn)力矩而產(chǎn)生制動跑偏。汽車緊急制動時(shí)，會發(fā)生很大的軸荷轉(zhuǎn)移(前軸荷增加，后軸荷減小)，使得前輪的附著力比后輪的附著力大很多(前置前驅(qū)動汽車的前輪附著力約占汽車總附著力的 70%—80%)。 對兩后輪按低選原則一同控制缺點(diǎn)：一是輸出信號的幅值變化大；二是響應(yīng)頻率不高；三是抗電磁波干擾能力差霍爾輪速傳感器 當(dāng)齒輪位于左圖所示位置時(shí)，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場相對較弱。此信號還需由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖電壓。 回油泵的功用是在制動分泵壓力減小的過程中，抽吸制動分泵的制動液，并泵回到制動總泵里。此時(shí)，最大電流的半值（保持電流）通過電磁線圈，產(chǎn)生了保持電流的電磁力，使柱塞移動到進(jìn)油閥在卸荷閥打開前被關(guān)閉。液壓調(diào)節(jié)閥通過管路與制動主缸和各制動輪缸相連。如圖 58 所示：圖 58 保壓過程 ，當(dāng) ECU 通過轉(zhuǎn)速傳感器得到信號識別出車輪有抱死傾向時(shí)，ECU 發(fā)出控制信號關(guān)閉相應(yīng)車輪的進(jìn)液電磁閥，并讓出液電磁閥繼續(xù)保持關(guān)閉狀態(tài)，該制動輪缸中的制動液壓被封閉而使制動壓力保持一定。 （3）解除制動過程: 當(dāng)解除制動時(shí)，制動踏板松開，制動主缸內(nèi)的制動壓力為零。電路的功能很強(qiáng)，它必須滿足極高的故障探測率和安全要求。接口通過相應(yīng)元件負(fù)責(zé)兩個(gè)大規(guī)模集成電路之間的通訊聯(lián)系。通過保壓、降壓、增壓為一個(gè)循環(huán)，通常 ABS 系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)頻率為 24 個(gè)/秒循環(huán)。需要調(diào)節(jié)制動輪缸的壓力時(shí)，ECU 就使該制動輪缸相對應(yīng)的進(jìn)液電磁閥或出液電磁閥通電換位，并自動按以下情況分別進(jìn)行判斷、處理: 建壓過程，制動時(shí)，通過真空助力器與制動主缸建立制動壓力。 制動壓力調(diào)節(jié)裝置 (簡稱液壓調(diào)節(jié)器)主要由 8 個(gè) 2 位 2 通調(diào)壓電磁閥、1 個(gè)雙聯(lián)式電動液壓柱塞泵、2 個(gè)儲液室、2 個(gè)低壓儲能室、1 個(gè)電動液壓泵和幾個(gè)單向閥等組成。此種狀態(tài)為壓力上升狀態(tài)。每種類型又有多種不同的形式和結(jié)構(gòu)。因此，霍爾傳感器不僅廣泛應(yīng)用于 ABS 輪速檢測，也廣泛應(yīng)用于其控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速檢測。 下面再分別敘述本文采用的 輪速傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器 單通道 ABS 由于三通道 ABS 對兩后輪進(jìn)行一同控制，對于后輪驅(qū)動的汽車可以在變速器或主減速器中只設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器來檢測兩后輪的平均轉(zhuǎn)速。 第五章 防抱死制動系統(tǒng)基本硬件設(shè)計(jì) ABS 系統(tǒng)的布置形式ABS 在整車上的布置如下圖 51 所示：圖 51ABS 系統(tǒng)中，能夠獨(dú)立進(jìn)行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路稱為控制通道。再根據(jù)識別結(jié)果，分別采用不同的控制邏輯，確保防抱死制動系統(tǒng)對路面狀況的跟蹤性能，在各種路面條件都能取得期望的制動效果。到此 3 階段結(jié)束，并轉(zhuǎn)人第 4 階段— 保壓階段。為了適應(yīng)附著系數(shù)不同的路況，如附著系數(shù)較大的情況，又設(shè)定了識別高附著系數(shù)路面的第二門限值+A。當(dāng)車輪的速度大于參考速度后，則說明此時(shí)的車速不會低于當(dāng)前的輪速，于是應(yīng)把參考速度設(shè)定為當(dāng)前的輪速，使參考速度得到修正。 按邏輯條件式 5 實(shí)現(xiàn)防抱死制動的調(diào)解過程如圖 43 所示。基于上述分析，最簡單的控制邏輯可確定為ωa/rd (4)當(dāng)上述 4 條件成立，表明車輪可能出現(xiàn)抱死的傾向，于是制動缸減壓，反之制動缸增壓，這就是最簡單的防抱死制動控制方案，它的動態(tài)調(diào)節(jié)過程如右圖 42 所示。 主要由輪速傳感器含齒圈和傳感器、電子控制單元、電磁調(diào)節(jié)閥、線束及警示燈等部件組成。若汽車在同一種類型路面上制動時(shí)的初速度不一樣，車輪的縱向附著系數(shù)和滑移率之間的關(guān)系曲線也會略有不同，制動時(shí)的車速越高，車輪的縱向附著系數(shù)越低。這樣，汽車就能獲得最佳的制動效能和方向穩(wěn)定性。試驗(yàn)表明，縱向和側(cè)向附著力系數(shù)與滑移率關(guān)系如圖 35 所示。圖 33 (c)為前后車輪全部抱死時(shí)時(shí)轉(zhuǎn)彎力和側(cè)向力都為零，這種狀態(tài)很不穩(wěn)定，路面不均勻、左右輪地面制動力不相等時(shí)，即使對汽車施加很小的偏轉(zhuǎn)力矩，汽車就會產(chǎn)生不規(guī)則運(yùn)動而處于危險(xiǎn)狀態(tài)，在不規(guī)則旋轉(zhuǎn)的過程中將制動釋放，汽車就會沿著瞬時(shí)行駛方向急速駛出，這也是很危險(xiǎn)的。 車輪抱死時(shí)汽車運(yùn)動情況車輪抱死時(shí)汽車所受到的側(cè)滑摩擦力將會變的很小，這將使汽車制動時(shí)保持方向操縱性和方向穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)彎力和側(cè)向力變的很小，使汽車在制動時(shí)出現(xiàn)一些危險(xiǎn)的運(yùn)動情況。側(cè)向力越大，汽車的方向穩(wěn)定性越好。Fy 為地面作用在每個(gè)車輪上的側(cè)滑摩擦力，側(cè)滑摩擦力的大小取決于側(cè)向附著系數(shù)和車輪所受的載荷，當(dāng)車輪抱死時(shí)，側(cè)滑摩擦力將變得很小，幾乎為零。但是 BBW 的全面推廣還有不少問題需要解決，如：驅(qū)動能源問題；控制系統(tǒng)失效處理；抗干擾處理。只有車輪趨于抱死時(shí)，ABS 才會對趨于抱死的車輪的制動壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)四個(gè)輪子的速度實(shí)施防抱死制動控制，向液壓調(diào)節(jié)器輸出幅值為 12V的脈沖控制電壓，以控制分泵上油路的通、斷，分泵上油壓的變化就調(diào)節(jié)了輪上的制動壓力，使車輪的滑移率保持在目標(biāo)滑移率 A，附近，獲得比較理想的制動效果。由于輸出信號在整個(gè)輪速范圍內(nèi)不變，且幅值較高，所以抗電磁能力很強(qiáng)。它雖然結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但存在以下缺點(diǎn)： (1)輸出信號的大小隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，若車速過慢，其輸出信號低于1v，電腦就無法檢測。這樣使車輪一直處于最佳的制動狀態(tài)，最有效的利用地面附著力，得到最佳的制動距離和制動穩(wěn)定性。本文研究了ABS16位單片機(jī)開發(fā)思路和設(shè)計(jì)方法，利用單片機(jī)控制器各種外部端口地資源，內(nèi)部的存儲器，中斷等，充分對高速數(shù)據(jù)采集、輪速計(jì)算與濾波、參考車速和滑移率計(jì)算、輪加速度計(jì)算和防抱死制動控制邏輯分析等功能地重要性，以便為ABS地測試分析、研究開發(fā)提供了方便有效地工具。在敘述ABS輪速傳感器及其信號特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，必須相當(dāng)重視ABS控制系統(tǒng)車輪角速度的精確測量和合理利用。 1. 6 本文研究的意義及主要內(nèi)容 本課題研究的意義隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化的日益發(fā)展，市場競爭日趨激烈，尤其是在我國加入世貿(mào)組織之后，汽車行業(yè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，ABS技術(shù)也在不斷地成熟和發(fā)展，很多 ABS 控制器已經(jīng)選用功能強(qiáng)、速度快、集成度高的16位或32位微處理器，甚至做成專用芯片，為 ABS 進(jìn)一步完善和擴(kuò)展構(gòu)建了一個(gè)良好的平臺?！　?. 提高 ABS 的可靠性、自適應(yīng)性　　ABS 是加裝在汽車上的輔助安全裝置，它要求高可靠性，否則會導(dǎo)致人身傷亡及車輛損壞。這四種系統(tǒng)都是目前廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)，而且還在不斷的發(fā)展、更新和換代。 (3)ABS 系統(tǒng)的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是改善了車輪的磨損狀況。這些 ABS 的制動性能指標(biāo)達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)于國外公司同類產(chǎn)品，在國內(nèi)占有一定的市場。西安博華公司主要產(chǎn)品是適用于大中型客車和貨車的氣壓四通道 ABS 和適用中型面包車的液壓三通道 ABS 及其相關(guān)零部件。清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有宋健等多名博導(dǎo)、教授,有很強(qiáng)的科技實(shí)力,他們還配套有一批先進(jìn)的儀器設(shè)備,如汽車力學(xué)參數(shù)綜合試驗(yàn)臺、汽車彈射式碰撞試驗(yàn)臺及翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺、模擬人及標(biāo)定試驗(yàn)臺、Kodak 高速圖像運(yùn)動分析系統(tǒng)、電液振動臺、直流電力測功機(jī)、發(fā)動機(jī)排放分析儀、發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)開發(fā)裝置及工況模擬器、計(jì)算機(jī)工作站及 ADAMS、IDEAS 軟件、非接觸式速度儀、噪聲測試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺、電動車蓄電池試驗(yàn)臺、電機(jī)及其控制系統(tǒng)試驗(yàn)臺等。到 1995 年，美國、德國、日本轎車中裝用汽車的比例分別達(dá)到 55％，50％和 85％，貨車中裝用 ABS 的比例分別為 50％，50％和 45％。至上世紀(jì) 80 年代初期，在計(jì)算機(jī)高速發(fā)展的推動下，ABS 系統(tǒng)有了突破性的發(fā)展，出現(xiàn)了由微型數(shù)字計(jì)算機(jī)或微控制器與電磁閥調(diào)節(jié)器組成的現(xiàn)代型的電子控制防抱死制動系統(tǒng)。博世公司和泰威士(TEVES)公司在這一時(shí)期也都研制了各自第一代電子控制制動防抱系統(tǒng)，這兩種制動防抱系統(tǒng)都是由電子控制裝置對設(shè)置在制動管路中的電磁閥進(jìn)行控制，直接對各制動輪以電子控制壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。 由于這一時(shí)期的各種制動防抱系統(tǒng)采用的都是機(jī)械式車輪轉(zhuǎn)速傳感器的機(jī)械式制動壓力調(diào)節(jié)裝置，因此，獲取的車輪轉(zhuǎn)速信號不夠精確，制動壓力調(diào)節(jié)的適時(shí)性和精確性也難于保證，控制效果并不理想。 以上幾項(xiàng)項(xiàng)指標(biāo)中，前兩項(xiàng)指標(biāo)采用 ABS 裝置后，其性能都會有明顯的改善和提高對避免交通事故的發(fā)生能起到很好的作用， 因此 ABS 是汽車上十分重要的主動安全裝置。 為了對采用 ABS 的必要性有所了解，現(xiàn)介紹以下有關(guān)制動基礎(chǔ)知識。最后本文對 ABS 系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行了展望，并對畢業(yè)設(shè)計(jì)做了總結(jié)。不保密√。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本文以轎車為研究對象，展開對汽車 ABS 控制器 ECU 的研究。s microcontroller core MC9S12XS always control system. Including the signal input circuit, the control output circuit, drive circuit and other hardware parts. Finally, while the future of the ABS in the future, made a summary of the plete setKeywords: ABS。制動距離是指駕駛員開始踩制動踏板到汽車完全停車所行駛的距離。 ABS 是在原傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一套防止車輪制動抱死的控制系統(tǒng)、該裝置在制動過程中，當(dāng)車輪趨于抱死，即車輪滑移率進(jìn)入非穩(wěn)定區(qū)時(shí)，會迅速降低制動系統(tǒng)壓力，使車輪滑移率恢復(fù)到接近近理想滑移率的穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，通過自動、高頻率地對制動系壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)（其頻率高達(dá)每秒十多次），使車輪滑移率保持在理想滑移率附近的狹小范圍內(nèi)，以達(dá)到充分利用車輪與路面間縱向峰值附著系數(shù)和較高的橫向附著系數(shù)，實(shí)現(xiàn)防止車輪抱死和獲得最佳制動性能。凱爾塞這一時(shí)期的各種 ABS 系統(tǒng)都是采用模擬式電子控制裝置，由于模擬式電子控制裝置存在著反應(yīng)速慢、控制精度低、易受干擾等缺陷，致使各種 ABS 系統(tǒng)均末達(dá)到預(yù)期的控制效果，所以，這些防抱控制系統(tǒng)很快就不再被采用了。從而奠定了 ABS 的基礎(chǔ)和基本模式。預(yù)計(jì)在今后的 5 年里，在世界范圍內(nèi) ABS 在汽車上的裝有率將達(dá)到 80％。 華南理工交通學(xué)院汽車系以吳浩佳教授為代表從事汽車安全與電子技術(shù)及汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的研究，在 ABS 技術(shù)方面有獨(dú)到之處 , 能夠建立制動壓力函數(shù), 通過車輪地面制動力和整車動力學(xué)方程計(jì)算出汽車制動的平均減速度和車速；還可以通過輪缸等效壓力函數(shù)計(jì)算防抱死制動時(shí)的滑移率。重慶公路研究所研制的適用于中型汽車的氣制動 FKX ACI 型 ABS 裝置已通過國家級技術(shù)鑒定,但各種制動情況的適應(yīng)性還有待提高。這是因?yàn)樵谕瑯泳o急制動情況下，ABS 系統(tǒng)可以將滑移率控制在最佳點(diǎn)附近，即可獲得較大的縱向制動力的結(jié)果。 因此，裝用 ABS 系統(tǒng)具有～定的經(jīng)濟(jì)效益。今后，ABS 技術(shù)將從以下幾個(gè)方面繼續(xù)發(fā)展?！　?. 提高系統(tǒng)的集成度，減小體積，減輕質(zhì)量?！　?. 提高總線技術(shù)在 ABS 系統(tǒng)上的應(yīng)用　　隨著電控單元在汽車中的應(yīng)用越來越多，車載電子設(shè)備的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要，以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造